973計(jì)劃的實(shí)施振奮了我國(guó)科技界的創(chuàng)新精神,激發(fā)了科學(xué)家服務(wù)于國(guó)家目標(biāo)的主動(dòng)意識(shí),增強(qiáng)了科技界的凝聚力和攀登科學(xué)高峰的信心,推動(dòng)了我國(guó)基礎(chǔ)研究的發(fā)展。973計(jì)劃的實(shí)施成績(jī)斐然,成效顯著。一批階段性研究成果在國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展中的重要作用正日益顯露,一批創(chuàng)新成果在國(guó)際學(xué)術(shù)界產(chǎn)生重要影響。
。ㄒ唬┰诳茖W(xué)前沿領(lǐng)域取得一批原創(chuàng)性成果,產(chǎn)生了重要的國(guó)際影響 在納米科學(xué)、生命科學(xué)、信息科學(xué)、地球科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等學(xué)科的若干領(lǐng)域取得一批原創(chuàng)性成果,在SCIENCE、NATURE及相關(guān)學(xué)科一流雜志發(fā)表了系列重要論文,在國(guó)際上占據(jù)了重要的一席之地。非線性光學(xué)晶體、量子信息和通信、超強(qiáng)超短激光等方面研究居國(guó)際前列;納米材料和納米結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能、腦與認(rèn)知、動(dòng)物克隆、創(chuàng)造新物質(zhì)的分子工程學(xué)、古生物學(xué)、海洋科學(xué)等領(lǐng)域取得系列創(chuàng)新成果,整體研究水平顯著提高,在國(guó)際上產(chǎn)生重要影響;數(shù)學(xué)機(jī)械化、辛幾何算法等方面保持我國(guó)特色和優(yōu)勢(shì)。
非線性光學(xué)晶體研究保持國(guó)際領(lǐng)先地位,在紫外和深紫外非線性光學(xué)晶體的設(shè)計(jì)、生長(zhǎng)和原型激光器的研制等方面取得了創(chuàng)新成果。成功地生長(zhǎng)出20×10×1.8mm3全透明的KBBF單晶,突破了以往該晶體的厚度始終未能超過1mm的極限;在國(guó)際上首次提出KBBF棱鏡耦合技術(shù),實(shí)現(xiàn)了深紫外200nm-193nm的激光有效輸出,從而躍過了實(shí)現(xiàn)深紫外倍頻光輸出的技術(shù)門檻,向第四代光源的實(shí)現(xiàn)邁出了重要的一步,將對(duì)未來光電子產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
量子信息和通信研究取得了一批有國(guó)際影響的重要?jiǎng)?chuàng)新成果。多粒子糾纏態(tài)的制備與操縱研究方面,在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了五粒子糾纏態(tài)的制備與操縱,并利用五光子糾纏源在實(shí)驗(yàn)上演示了“終端開放”的量子態(tài)隱形傳輸,先后被美國(guó)物理學(xué)會(huì)和歐洲物理學(xué)會(huì)評(píng)選為2004年度國(guó)際物理學(xué)十大進(jìn)展之一。在量子密鑰分配方面,設(shè)計(jì)了一種具有良好單向傳輸穩(wěn)定性的量子密鑰分配實(shí)驗(yàn)方案,實(shí)現(xiàn)了150公里室內(nèi)量子密鑰分配實(shí)驗(yàn);利用實(shí)際通信光纜,實(shí)現(xiàn)了從北京經(jīng)河北香河到天津長(zhǎng)度125公里的量子密鑰分配。
超強(qiáng)超短激光研究在CPA新一代超強(qiáng)超短激光原理、方法的開拓及小型化OPCPA超強(qiáng)超短激光系統(tǒng)的集成創(chuàng)新取得重大進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)了3.67TW的輸出功率,并研制成功具有高光束質(zhì)量和國(guó)際一流水平整體性能的CPA超強(qiáng)超短激光裝置;在此基礎(chǔ)上,首次在實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到高次諧波譜雙峰分裂新現(xiàn)象,提出利用原子系統(tǒng)的量子相干控制產(chǎn)生高強(qiáng)度相關(guān)原子束的新機(jī)制,建立了強(qiáng)場(chǎng)相互作用的非微擾量子電動(dòng)力學(xué)理論模型與計(jì)算方法,并應(yīng)用于解釋和預(yù)言強(qiáng)場(chǎng)激光物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
納米材料和納米結(jié)構(gòu)研究取得系列創(chuàng)新成果。納米碳管研究方面,利用模板和有機(jī)物催化熱解法相結(jié)合制備單壁納米碳管的技術(shù),被國(guó)外同行認(rèn)為是目前碳納米管四種主要制備方法之一。用同位素標(biāo)記方法探明了碳納米管的生長(zhǎng)過程,采用二次放電法制備出超細(xì)碳納米管,利用超順碳納米管陣列拉制出碳納米管線,發(fā)展了浮動(dòng)催化法制備雙壁納米管、醇熱還原法宏量制備碳納米管等制備方法。在GaN單晶一維納米絲有序陣列的制備等方面,研制成功芯部為GaN、外層為BN、直徑為50nm的同軸納米電纜,并利用單壁碳納米管組裝出世界上最細(xì)且性能良好的掃描隧道顯微鏡用探針,在國(guó)際上產(chǎn)生了重要影響。碳納米管燈絲的偏振白熾光譜方面的工作為納米碳管在照明領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了一條新途徑。發(fā)現(xiàn)塊體納米銅的超延展性,其變形過程主要由晶界行為所控制而并非是傳統(tǒng)的晶格位錯(cuò)行為;發(fā)現(xiàn)孿晶界面誘導(dǎo)納米銅的高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性特性,表明通過納米尺度上的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以優(yōu)化材料性能。提出了二元協(xié)同產(chǎn)生超雙疏性能的新原理,設(shè)計(jì)合成了具有仿生超雙疏功能的界面結(jié)構(gòu)材料,發(fā)現(xiàn)溫場(chǎng)和光場(chǎng)控制的超疏水/超親水可逆轉(zhuǎn)變的“開關(guān)效應(yīng)”。采取低溫生長(zhǎng)方法成功地在硅單晶襯底上制備出了具有原子級(jí)平整度的鉛薄膜,并觀察到鉛薄膜超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度和熱膨脹系數(shù)隨薄膜厚度振蕩等奇特的材料性質(zhì)。
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能研究取得突破。首次獲得了菠菜捕光復(fù)合體(LHCII)2.72Å分辨率的三維結(jié)構(gòu)解析,這是目前為止第一個(gè)原子水平解析的LHCII三維結(jié)構(gòu),被認(rèn)為是近年來光合作用研究的一項(xiàng)突破,研究成果以article 形式發(fā)表在NATURE雜志。成功解析了線粒體呼吸鏈膜蛋白復(fù)合物II及其與抑制劑復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu),填補(bǔ)了線粒體呼吸鏈研究的一個(gè)空白,為研究線粒體呼吸鏈電子傳遞系統(tǒng)和與該復(fù)合物相關(guān)的人類線粒體疾病提供了一個(gè)真實(shí)可用的模型,研究成果發(fā)表在CELL雜志。
腦科學(xué)研究取得突破,在大腦的認(rèn)知、神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)、神經(jīng)生長(zhǎng)等方向取得了一批創(chuàng)新成果,在SCIENCE、NATURE、NEURON等國(guó)際著名刊物發(fā)表了一批重要論文。在國(guó)際上開創(chuàng)了果蠅面對(duì)兩難線索的抉擇研究,發(fā)現(xiàn)果蠅可以學(xué)習(xí)視覺模式的多個(gè)線索來指導(dǎo)飛行定向行為,并證明果蠅腦的蘑菇體參與決擇過程,為理解腦的這一智能行為提供了更為簡(jiǎn)單的模型生物和新的抉擇范式。在神經(jīng)發(fā)育的一些基本過程的調(diào)節(jié)機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)一種稱為CSK的蛋白激酶在神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育過程中分布有極性,在軸突中的活性比樹突中的低,控制著神經(jīng)細(xì)胞的極性。在認(rèn)知科學(xué)研究方面,提出了拓?fù)湫再|(zhì)初期知覺理論,對(duì)半個(gè)世紀(jì)以來占統(tǒng)治地位的特征分析理論提出了挑戰(zhàn),進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)了支持該理論的磁共振成像的生物學(xué)證據(jù)。
轉(zhuǎn)基因?qū)匍g克隆魚的成功誕生,標(biāo)志著我國(guó)在動(dòng)物克隆基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得新的突破。以轉(zhuǎn)MThGH F4代紅鯉的囊胚細(xì)胞為供體,以金魚去核卵為受體進(jìn)行屬間的核移植,成功獲得轉(zhuǎn)基因?qū)匍g克隆魚,并首次從分子水平發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)影響克隆魚發(fā)育的新證據(jù)。
免疫學(xué)研究取得新的重要突破,發(fā)現(xiàn)了一種具有特殊負(fù)向免疫調(diào)控功能的新型DC亞群,對(duì)傳統(tǒng)免疫學(xué)中普遍認(rèn)為的成熟DC不再增殖的傳統(tǒng)理論提出了挑戰(zhàn),有助于深入認(rèn)識(shí)免疫應(yīng)答的機(jī)制以及多種疾病的發(fā)病機(jī)理。
創(chuàng)造新物質(zhì)的分子工程學(xué)方面,凝聚了該領(lǐng)域的5位院士、14位國(guó)家杰出青年基金獲得者和3個(gè)“創(chuàng)新研究群體”開展創(chuàng)新研究,做出了高水平的研究成果,在SCIENCE、NATURE、ACCOUNT OF CHEMICAL RESEARCH、JACS等化學(xué)領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威雜志發(fā)表論文40多篇,在國(guó)際上產(chǎn)生了重要影響。
古生物研究方面,以我國(guó)豐富的古生物資料為基礎(chǔ),在后生動(dòng)物、脊椎動(dòng)物、鳥類等重要生物類群的起源,寒武紀(jì)生物大爆發(fā),古生代、中生代和新生代的生物大輻射,古生代三次生物大滅絕及其后的復(fù)蘇,探索生物和環(huán)境協(xié)同演變的基本規(guī)律等方面,取得了一系列重大發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新性成果,以第一作者在SCIENCE和NATURE雜志發(fā)表論文32篇,受到國(guó)際學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注。其中“澄江動(dòng)物群與寒武紀(jì)大爆發(fā)”研究獲2003年國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng);湖南花垣排碧剖面被確立為寒武系內(nèi)部第一個(gè)全球界線層型剖面(“金釘子”)。
青藏高原演化及環(huán)境效應(yīng)方面,對(duì)印度大陸碰撞時(shí)限、過程和高原南北邊緣碰撞模式等提出了新的看法;建立了高原不同地區(qū)高分辨率環(huán)境記錄,揭示了2萬年、特別是近2千年以來氣候環(huán)境變化特征。首次全面系統(tǒng)地研究喜馬拉雅山、青藏高原的隆升與亞洲季風(fēng)氣候的關(guān)系。研究結(jié)果表明,在距今1000-800萬年前青藏高原的隆升導(dǎo)致了亞洲季風(fēng)的出現(xiàn),距今360-260萬年青藏高原的加速隆升奠定了亞洲季風(fēng)氣候的基本框架。說明亞洲季風(fēng)的演化與高原的階段性隆升密切相關(guān)。
結(jié)合大陸鉆探工程,在大陸深俯沖等方面取得多項(xiàng)突破性進(jìn)展。揭示了板塊會(huì)聚邊界深部連續(xù)的物質(zhì)組成、三維結(jié)構(gòu)、殼幔物質(zhì)交換及地球物理狀態(tài);證明地質(zhì)歷史上曾發(fā)生板塊攜帶了巨量物質(zhì)深俯沖到100公里以下地幔深處的重要地質(zhì)事件;研究發(fā)現(xiàn)榴輝巖礦物中結(jié)構(gòu)水(OH)脫水而引起的不穩(wěn)定性會(huì)誘發(fā)斷裂,可以引起高溫地震,從而解釋了地幔轉(zhuǎn)化帶中深源地震的成因,該成果于2004年發(fā)表在NATURE雜志。
海洋科學(xué)研究方面,建立了我國(guó)近海生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論體系框架,首次從生態(tài)系統(tǒng)水平上建立了以鯷魚為例的配額捕撈評(píng)估與管理模型,發(fā)現(xiàn)中華哲水蚤在溫帶陸架淺海度夏策略,被認(rèn)為是國(guó)際全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(GLOBEC)計(jì)劃實(shí)行以來有代表性的研究成果之一,應(yīng)GLOBEC科學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和北太平洋科學(xué)組織(PICES)邀請(qǐng),多次在國(guó)際科學(xué)會(huì)議上報(bào)告,產(chǎn)生了重大的影響。在近海環(huán)流的形成機(jī)理和變異方面,揭示了東海黑潮“多核結(jié)構(gòu)”的形成機(jī)理;發(fā)現(xiàn)東海南部外陸架環(huán)流的存在,模擬出“流-渦結(jié)構(gòu)”的分布和變異形態(tài);闡述了南海環(huán)流“多渦結(jié)構(gòu)”演化規(guī)律;發(fā)展了風(fēng)-浪-潮-流耦合數(shù)值模式。
數(shù)學(xué)機(jī)械化方法研究方面,證明了某類代數(shù)系統(tǒng)全局優(yōu)化的“有限核”定理,給出了這類系統(tǒng)完整的全局優(yōu)化方法,為眾多科學(xué)領(lǐng)域全局優(yōu)化提供了新方法,并完成了數(shù)學(xué)機(jī)械化自動(dòng)推理平臺(tái);從理論上證明了任意可逆線性變換可以整數(shù)實(shí)現(xiàn),并給出了一個(gè)充要條件和整數(shù)實(shí)現(xiàn)的快速算法,基于此理論提出的“多成份變換”技術(shù)已被JPEG2000圖像壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采納。
大規(guī)?茖W(xué)計(jì)算研究中,發(fā)展了適合求解大型偏微方程組的自適應(yīng)算法、辛算法、多尺度算法等算法;首創(chuàng)性地將辛算法用于大氣海洋GPS資料同化,并建立了新一代大氣環(huán)流模式GAMIL1.0。
在高性能優(yōu)化算法研究上,發(fā)展了能夠快速尋找有效解空間和算法的創(chuàng)新方法,將求解同等規(guī)模旅行商問題實(shí)例的穩(wěn)定解質(zhì)量和求解超大規(guī)模實(shí)例的計(jì)算速度分別提高了一個(gè)數(shù)量級(jí);發(fā)展了多空間搜索等大規(guī)模優(yōu)化算法,并應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)搜索、移動(dòng)通信與多媒體通信系統(tǒng)、超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、電力信息智能化管理系統(tǒng)等技術(shù)領(lǐng)域。
。ǘ┗A(chǔ)理論的源頭創(chuàng)新推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新,形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,服務(wù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè) 通過對(duì)鋼鐵凝固和結(jié)晶控制等基礎(chǔ)理論研究,發(fā)現(xiàn)冶金過程晶粒細(xì)化調(diào)控可大大提高鋼材強(qiáng)度,系統(tǒng)集成高潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)、高均質(zhì)凝固組織技術(shù)和形變誘導(dǎo)相變組織細(xì)化技術(shù)發(fā)展的新一代鋼鐵材料,以高潔凈度、高均質(zhì)和超細(xì)組織為特征,其強(qiáng)度約為目前普通材的一倍;所取得的成果已部分應(yīng)用于汽車、建筑等行業(yè),被國(guó)內(nèi)冶金界認(rèn)為是推動(dòng)鋼鐵行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品更新?lián)Q代、提高鋼鐵行業(yè)技術(shù)水平的一次“革命”。
針對(duì)高性能聚烯烴材料工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題,從高分子鏈結(jié)構(gòu)與加工性能的關(guān)系出發(fā),提出了分析雙軸拉伸流動(dòng)穩(wěn)定性理論,將流變學(xué)研究引入到聚烯烴加工性能的改進(jìn)中,設(shè)計(jì)出適合高速拉伸的BOPP薄膜專用料的鏈結(jié)構(gòu),在基本上不改變現(xiàn)有工藝生產(chǎn)裝備條件的情況下開發(fā)出了400米/分鐘的超高速BOPP專用料,產(chǎn)品質(zhì)量超過進(jìn)口產(chǎn)品。
在國(guó)際上首次建立一水硬鋁石型鋁土礦反浮選理論和技術(shù)。提出了改變鋁-硅礦物間界面相互作用力以控制分散的原理,提出了鋁硅酸鹽礦物高效捕捉劑結(jié)構(gòu)模型及活化浮選的新思路,形成了“控制分散-選擇性抑制-強(qiáng)化捕收”的反浮選脫硅技術(shù)原型和選擇性磨礦-聚團(tuán)正浮選脫硅技術(shù)。原創(chuàng)的浮選脫硅法和改進(jìn)的拜爾法有可能使我國(guó)可利用的鋁土礦資源擴(kuò)大2-5倍。
光電子器件、光存儲(chǔ)及信息功能材料研究等方面取得若干突破性進(jìn)展,取得了系列有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成果。在量子級(jí)聯(lián)激光器和探測(cè)器研究方面,研制成功鎵砷/鋁鎵砷量子級(jí)聯(lián)激光器和世界上第一個(gè)短腔長(zhǎng)單模應(yīng)變補(bǔ)償銦鎵砷/銦鋁砷量子級(jí)聯(lián)激光器,研制出國(guó)際上第一只鎵銦氮砷/鎵砷多量子阱諧振腔增強(qiáng)探測(cè)器,這些成果標(biāo)志著我國(guó)砷化鎵基近紅外波段光電子材料與器件的研究水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。光存儲(chǔ)方面,利用多波長(zhǎng)多階光存儲(chǔ)方法,發(fā)展了在不改變光學(xué)系統(tǒng)數(shù)值孔徑的情況下大幅度提高光盤存儲(chǔ)密度和容量的新一代光存儲(chǔ)技術(shù),使光盤容量成倍增長(zhǎng),為建立具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光盤產(chǎn)業(yè)開辟了新的途徑。半導(dǎo)體光放大器研究方面,在國(guó)際上首次提出并制備了漸變應(yīng)變有源區(qū)的偏振不靈敏半導(dǎo)體光放大器,首次采用張應(yīng)變量子阱和壓應(yīng)變準(zhǔn)體材料交替生長(zhǎng)制備出半導(dǎo)體光放大器。有機(jī)小分子熒光材料方面設(shè)計(jì)合成了有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的酚基吡啶配合物系列;突破在傳統(tǒng)鈣鈦礦型化合物中研究微波介質(zhì)陶瓷的框架,研究出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的K2NiF4型MRAlO4微波介質(zhì)陶瓷新體系。
微納電子材料與器件及微機(jī)電系統(tǒng)研究取得了一系列突出進(jìn)展。在硅基集成器件微型化研究方面,研制成功柵長(zhǎng)為27nm的新型CMOS器件和柵長(zhǎng)為36nm的CMOS32分頻電路,標(biāo)志著我國(guó)的芯片微型化研究邁上了一個(gè)新的臺(tái)階;衔锇雽(dǎo)體電子器件研究,成功獲得了截止頻率超過100GHz的PHEMT晶體管,為國(guó)內(nèi)研制InP基器件打下了基礎(chǔ)。場(chǎng)發(fā)射平板顯示研究方面,研制出帶柵結(jié)構(gòu)的硅納米線冷陰極和WO3納米線冷陰極陣列,研究成果屬國(guó)內(nèi)外首先報(bào)導(dǎo)。集成微機(jī)電系統(tǒng)研究,提出了稀薄空氣阻尼能量轉(zhuǎn)移模型—Bao模型和微機(jī)械孔板結(jié)構(gòu)壓膜空氣阻尼模型—修正的雷諾方程;針對(duì)微機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)建立了新的動(dòng)力學(xué)方程,據(jù)此研制出了有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微慣性傳感器,并得到應(yīng)用。
(三)大大促進(jìn)了基礎(chǔ)研究與國(guó)家目標(biāo)的結(jié)合,在能源、資源環(huán)境等國(guó)家重大戰(zhàn)略需求方面解決了一批關(guān)鍵科學(xué)問題,為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展提供了科學(xué)支撐 化石能源高效清潔利用方面取得多項(xiàng)創(chuàng)新成果。在揭示水促鈣基脫硫機(jī)理的基礎(chǔ)上,發(fā)展了中溫?zé)煔饷摿蚣夹g(shù),僅用相當(dāng)于濕法脫硫技術(shù)4%的水,即可使脫硫效率達(dá)到85-95%;提出和證明了等離子體NOx還原反應(yīng)的機(jī)理,在此基礎(chǔ)上發(fā)展的NOx脫除新技術(shù)已初步推廣應(yīng)用。天然氣、煤層氣優(yōu)化利用的催化基礎(chǔ)研究,在國(guó)際上首創(chuàng)紫外拉曼光譜在催化原位、動(dòng)態(tài)表征中的應(yīng)用理論和技術(shù),得到了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛認(rèn)可;由天然氣和煤氣化制得的合成氣經(jīng)甲醇和二甲醚制備低碳烯烴技術(shù)獲得成功;提出了一種甲烷無氧活化的理論,開辟了由天然氣制備化工原料和氫氣的新途徑。
在石油勘探開發(fā)和提高采收率方面,建立了碳酸鹽巖油、氣源巖分級(jí)評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)體系,提出了中國(guó)疊合盆地海相烴源巖的四種分布預(yù)測(cè)模式和兩種非烴源巖的發(fā)育模式;提出碳酸鹽巖作為烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度下限為TOC=0.5%,該標(biāo)準(zhǔn)已作為中國(guó)石油和中國(guó)石化兩大股份公司的新標(biāo)準(zhǔn),在新一輪油氣資源評(píng)價(jià)中發(fā)揮了重要作用;從分子尺度上掌握了驅(qū)油用表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系,首次提出了驅(qū)油用表面活性劑分子設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則,設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的廉價(jià)、高效、無污染的驅(qū)油用烷基苯磺酸鹽表面活性劑產(chǎn)品,經(jīng)大慶油田現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),采收率比水驅(qū)提高15-20%,成本顯著降低。在天然氣藏勘探與開發(fā)方面,首次使用小波分析和多屬性定量預(yù)測(cè)方法,有效預(yù)測(cè)儲(chǔ)層含氣特性,提高鉆探成功率,研究成果初步應(yīng)用于蘇里格氣田的氣層識(shí)別研究。
戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源研究方面,圍繞東部環(huán)太平洋成礦域,初步建立了中新生代和晚古生代大陸成礦理論,發(fā)展了多項(xiàng)找礦預(yù)測(cè)的新技術(shù)、新方法,提出一系列大礦和大型礦集區(qū)的靶區(qū),被中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局陸續(xù)列入前期風(fēng)險(xiǎn)勘查。在古特提斯成礦域方面,編制了新一代青藏高原主碰撞帶地質(zhì)圖和構(gòu)造綱要圖,初步提出碰撞造山過程的構(gòu)造演化新模型,建立了大陸碰撞造山成礦理論新框架。
生態(tài)環(huán)境方面,針對(duì)北方干旱和半干旱地區(qū),系統(tǒng)分析了亞洲季風(fēng)長(zhǎng)期演變與北方干旱化關(guān)系和相關(guān)證據(jù),建立的區(qū)域環(huán)境系統(tǒng)集成模式,為干旱化預(yù)測(cè)和“有序人類活動(dòng)”虛擬試驗(yàn)提供了有效工具,干旱化發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告得到政府有關(guān)部門的重視。在西部干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境演變與調(diào)控方面,提出天山北部山地-綠洲-荒漠系統(tǒng)的生態(tài)建設(shè)與可持續(xù)農(nóng)業(yè)范式及西北干旱區(qū)生態(tài)區(qū)劃,建立了沙漠地區(qū)重大工程防護(hù)體系建設(shè)的技術(shù)集成,為塔里木沙漠公路及新疆北水南調(diào)工程沙漠段防護(hù)提供支撐。深入研究了土壤質(zhì)量與侵蝕、酸化和酸沉降以及土-氣界面氣體交換之間的關(guān)系,提出了稻田生態(tài)系統(tǒng)是太湖地區(qū)環(huán)境友好、可持續(xù)利用的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的觀點(diǎn),基于此觀點(diǎn)提出的“保護(hù)太湖流域人工濕地-稻田”的建議為蘇州市政府所采納。
環(huán)境污染防治方面,對(duì)北京及周邊地區(qū)空氣污染進(jìn)行了綜合監(jiān)測(cè),特別是對(duì)大氣-水-土相互作用、城市建筑發(fā)展、U型地形對(duì)熱島加強(qiáng)的影響等多種觀測(cè)獲得了一批精確的定量結(jié)果,為改善預(yù)報(bào)能力、污染控制決策、污染早期預(yù)警和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù),獲世界氣象組織高度評(píng)價(jià),并被評(píng)為全球僅有的兩個(gè)先導(dǎo)性示范項(xiàng)目之一。
我國(guó)近海有害赤潮形成機(jī)理和預(yù)測(cè)方面,首次在東海發(fā)現(xiàn)大規(guī)模亞歷山大藻有害赤潮,證實(shí)了關(guān)鍵物理海洋過程在東海赤潮形成中的重要作用,初步揭示東海大規(guī)模赤潮的潛在危害性及危害機(jī)理。2005年在東海赤潮高發(fā)區(qū)水域發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的米氏凱倫藻赤潮,提出了赤潮防治的建議供有關(guān)部門參考。
重大災(zāi)害形成機(jī)理與預(yù)測(cè)方面,揭示了中國(guó)大陸強(qiáng)震活動(dòng)受控于活動(dòng)地塊運(yùn)動(dòng)而集中分布于活動(dòng)地塊邊界的基本事實(shí),對(duì)大陸強(qiáng)震孕育發(fā)生的過程獲得了初步的認(rèn)識(shí),發(fā)展了中長(zhǎng)期強(qiáng)震預(yù)測(cè)的方法,并給出了未來10年中國(guó)大陸地區(qū)強(qiáng)震危險(xiǎn)區(qū)預(yù)測(cè)。開展了大規(guī)模的暴雨野外加密觀測(cè)科學(xué)試驗(yàn),提出了梅雨鋒中尺度暴雨的多尺度物理模型和梅雨鋒暴雨的天氣學(xué)模型,發(fā)展了適用于我國(guó)的配有三維變分同化方案的中尺度暴雨數(shù)值預(yù)報(bào)模式系統(tǒng)。基于“季風(fēng)-暖池-ENSO循環(huán)相互作用理論”和“大氣熱力適應(yīng)理論”等重要?dú)夂蚶碚,?duì)東亞氣候異常進(jìn)行了跨季度和年度預(yù)測(cè)試驗(yàn),成功地預(yù)測(cè)了拉尼那事件的演變和華北的嚴(yán)重干旱氣候。提出了一個(gè)跨季度氣候數(shù)值預(yù)測(cè)系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了一個(gè)18層新大氣環(huán)流數(shù)值模式框架,為我國(guó)氣候數(shù)值模式的更新?lián)Q代提供了基礎(chǔ)。
。ㄋ模┺r(nóng)業(yè)、人口與健康領(lǐng)域基礎(chǔ)研究水平顯著提升,解決一批重大關(guān)鍵問題,為提高人民生活質(zhì)量和生活水平奠定了科學(xué)基礎(chǔ) 在農(nóng)業(yè)動(dòng)植物功能基因組與分子改良基礎(chǔ)研究方面,首次克隆了與水稻分蘗形成有關(guān)的重要基因MOC1,該成果是近年來在植物形態(tài)建成特別是側(cè)枝形成領(lǐng)域中最重要的發(fā)現(xiàn)之一,其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用對(duì)提高水稻等禾本科作物產(chǎn)量具有重要意義;克隆了直接參與水稻纖維素合成與調(diào)控BC1基因,研究表明對(duì)有針對(duì)性地調(diào)控禾本科植物莖葉強(qiáng)度,高效合理利用植物莖桿,提高作物資源利用率具有重要意義。成功克隆豬FSH-β基因,在國(guó)際上率先發(fā)現(xiàn)該基因是影響豬產(chǎn)仔數(shù)的主效基因或遺傳標(biāo)記,該成果的應(yīng)用大大加速了優(yōu)良豬種選育速度。
農(nóng)業(yè)資源高效利用方面,在國(guó)際上首次構(gòu)建了以5%的樣本代表85%以上遺傳多樣性的水稻、小麥、大豆核心種質(zhì),為深化我國(guó)種質(zhì)資源研究和作物育種奠定了重要基礎(chǔ);光合與固氮作用的基因調(diào)控水平相互作用研究中發(fā)現(xiàn),藍(lán)細(xì)菌中主管異形胞發(fā)育的關(guān)鍵蛋白HetR可形成二聚體,并可通過結(jié)合目標(biāo)基因的DNA來調(diào)控基因表達(dá)水平,提出了一個(gè)影響新的固氮效率的基因調(diào)控模型,為提高農(nóng)作物氮利用效率奠定了理論基礎(chǔ);在植物抗旱機(jī)理研究方面發(fā)現(xiàn)通過調(diào)控大氣水分虧缺差可使作物出現(xiàn)氣孔開合振蕩,根據(jù)此原理初步開發(fā)了氣孔振蕩抗旱劑,田間實(shí)驗(yàn)表明,在大中旱年份可使300毫米年降雨量左右的半干旱區(qū)的作物產(chǎn)量比對(duì)照高1至2倍,這對(duì)我國(guó)干旱半干旱區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。
農(nóng)業(yè)生態(tài)安全方面,在分子水平對(duì)我國(guó)煙粉虱的生物型進(jìn)行了鑒定,開發(fā)成功大豆疫霉快速分子檢測(cè)技術(shù),系統(tǒng)開展了小麥矮腥黑粉菌種(TCK)入侵中國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)研究,為我國(guó)小麥進(jìn)口的談判及質(zhì)量檢驗(yàn)檢疫提供了科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。首次發(fā)現(xiàn)昆蟲抗藥性變化與乙酰膽堿受體相關(guān)功能位點(diǎn)的突變有關(guān),這一成果不僅可以指導(dǎo)新型抗藥性分子檢測(cè)技術(shù)的開發(fā),為抗藥性治理提供理論依據(jù),同時(shí)可以為高效安全殺蟲劑的分子設(shè)計(jì)提供新思路和新途徑。研制成功一類結(jié)構(gòu)新穎、具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高活性煙堿類化合物IPP-44,發(fā)現(xiàn)了與有機(jī)磷及氨基甲酸酯抗性有關(guān)的點(diǎn)突變D421和AChE抗性等位基因的適應(yīng)缺陷機(jī)制。發(fā)現(xiàn)高致病性禽流感病毒已逐漸獲得對(duì)哺乳動(dòng)物的感染能力,并證明其對(duì)小鼠的致病性與PB2蛋白的第701位氨基酸有密切的關(guān)系,為深入認(rèn)識(shí)高致病性禽流感病毒跨種傳播分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。
疾病致病基因定位、克隆和功能研究方面取得重大突破。單基因疾病方面,克隆了遺傳性乳光牙本質(zhì)致病基因,明確DSPP基因突變導(dǎo)致遺傳性乳光牙本質(zhì);克隆了A-1型短指癥致病基因,明確了IHH基因在導(dǎo)致人類遺傳疾病中的作用;克隆了房顫致病基因,解釋了多元通路折返造成房顫的發(fā)病機(jī)制。多基因疾病方面,發(fā)現(xiàn)在人類4號(hào)染色體4p15.1 -4q12區(qū)域存在鼻咽癌的易感基因,首次證明了鼻咽癌的遺傳易感性;發(fā)現(xiàn)肝癌和胃癌的腫瘤原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶基因表達(dá)高度一致,顯示腫瘤轉(zhuǎn)移與腫瘤大小、包膜完整性無明顯關(guān)系,而與腫瘤本身基因表達(dá)有關(guān);初步提供了PRKCZ作為2型糖尿病易感基因的證據(jù)。
重大疾病的治療研究取得顯著進(jìn)展。急性早幼粒細(xì)胞性白血。ˋPL)發(fā)病機(jī)制研究表明,該病有特異染色體異位t(15;17)導(dǎo)致的PML—RARα融合蛋白,全反式維甲酸能誘導(dǎo)APL細(xì)胞分化,三氧化二砷則可選擇性誘導(dǎo)凋亡,其作用靶點(diǎn)均為PML—RARα融合蛋白,臨床研究表明應(yīng)用兩藥聯(lián)合靶向治療使初發(fā)APL成為第一個(gè)可治愈的成人白血病,已得到廣泛應(yīng)用。利用主動(dòng)免疫治療抗腫瘤血管生成,在小鼠體內(nèi)可誘導(dǎo)針對(duì)腫瘤新生血管的自身免疫反應(yīng),表現(xiàn)出抗腫瘤活性,為腫瘤疫苗研制及腫瘤治療提供了新思路。
重要傳染病的基礎(chǔ)研究方面,完成了痢疾桿菌四個(gè)代表株的全基因組測(cè)序;從分子水平確定我國(guó)HIV流行的傳播線路;在國(guó)際上率先解析了SARS冠狀病毒的主要蛋白酶(3CLpro)的三維結(jié)構(gòu),揭示了3CLpro與底物結(jié)合的精確模式,為研制有關(guān)SARS冠狀病毒防治藥物開辟了新途徑。
生殖健康方面,首次克隆到生殖系統(tǒng)第一個(gè)天然抗菌肽基因Bin1b,研究發(fā)現(xiàn)該基因能啟動(dòng)附睪頭部精子的運(yùn)動(dòng),從而揭示了精子由不活動(dòng)狀態(tài)到活動(dòng)狀態(tài)的重要起因,為男性避孕藥的設(shè)計(jì)和男性不育的診療提供了線索;發(fā)現(xiàn)囊性纖維化(CF)女性患者因囊性纖維跨膜電導(dǎo)調(diào)節(jié)因子(CFTR)基因突變導(dǎo)致子宮上皮分泌HCO3-發(fā)生阻礙,從而影響了精子獲能和受精,揭示了該類患者不育機(jī)理。
創(chuàng)新藥物研究方面,建立和完善了新藥創(chuàng)制的系列研究平臺(tái)和新方法,發(fā)現(xiàn)多個(gè)候選藥物靶標(biāo)。在國(guó)際上首先發(fā)現(xiàn)CD146分子選擇性地在腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞高表達(dá),為新型抗腫瘤藥物的篩選提供了一個(gè)新的靶分子。建立了包括基質(zhì)金屬蛋白酶高通量篩選、腫瘤新生血管抑制劑篩選等80多種新穎的酶、受體和細(xì)胞水平篩選模型,發(fā)現(xiàn)了一批針對(duì)重大疾病、具有新結(jié)構(gòu)或新穎藥理作用的先導(dǎo)化合物和候選新藥。治療早老性癡呆癥藥物希普林(ZT-1)、抗腫瘤藥物沙爾威辛(Salvicine)和力達(dá)霉素(Lidamycine)等3種新藥已進(jìn)入臨床研究,其中希普林已在歐洲30多家醫(yī)院完成了Ⅱ期臨床試驗(yàn),有可能成為我國(guó)走向世界、產(chǎn)生顯著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的新藥。創(chuàng)新藥物研究取得的部分成果已得到863計(jì)劃和重大科技專項(xiàng)后續(xù)資助,或與企業(yè)建立了合作開發(fā)關(guān)系。
生物醫(yī)用材料骨誘導(dǎo)理論得到國(guó)際認(rèn)可,闡明了生物材料可誘導(dǎo)成骨,從材料學(xué)及生物學(xué)兩方面證實(shí)了誘發(fā)材料骨誘導(dǎo)作用的重要條件,建立了比較完整的原創(chuàng)性骨誘導(dǎo)理論,基于該理論研制的新一代骨誘導(dǎo)人工骨,獲國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局生產(chǎn)注冊(cè)證,400余例臨床試驗(yàn)效果良好。
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